選擇合適的鎂合金犧牲陽極需根據儲罐類型（如立式儲罐、臥式儲罐、內浮頂儲罐等）、使用環境（介質、土壤 / 水環境、溫度等）及保護需求（保護面積、預期壽命）綜合考量。以下從儲罐分類、環境參數、陽極選型要點、安裝設計等方面詳細說明：
一、儲罐類型及腐蝕環境分析
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儲罐類型 |
典型應用 |
腐蝕風險區域 |
環境特點 |
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立式鋼制儲罐 |
原油、成品油、化工原料存儲 |
底板邊緣、罐底土壤接觸區、罐壁下部 |
土壤含水率、含鹽量高，底板與土壤界面易形成氧濃差腐蝕電池，罐內介質可能含電解質（如水）。 |
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臥式儲罐 |
小型儲液、液化氣存儲 |
底部土壤接觸區、焊縫處 |
埋地或半埋地時受土壤腐蝕，露天時受大氣腐蝕，介質流動可能加劇內壁沖刷腐蝕。 |
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內浮頂儲罐 |
易揮發介質（如汽油）存儲 |
罐壁與浮頂間隙、底板水墊層區域 |
內壁需防介質揮發冷凝液腐蝕，浮頂與罐壁接觸處易因電化學差異產生腐蝕。 |
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埋地儲罐 |
原油、天然氣存儲 |
罐外壁全表面、罐底陰極區 |
土壤腐蝕性強（pH 值、含水率、微生物影響），可能受雜散電流干擾（如附近有電氣化鐵路）。 |
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海上平臺儲罐 |
海洋油氣處理 |
水下部分、飛濺區、大氣區 |
海水含鹽量高、氯離子濃度大，飛濺區干濕交替加速腐蝕，需抵抗海水沖擊和生物附著。 |
二、鎂合金犧牲陽極選型核心參數
1. 陽極材料性能指標
· 電位：標準電極電位需足夠負（如鎂合金陽極電位通常為 - 1.5V（CSE）左右），確保提供有效保護電位。
· 電流效率：單位質量陽極輸出的電量（≥500Ah/kg），效率越高，使用壽命越長。
· 驅動電壓：陽極與被保護金屬的電位差（需＞0.2V），驅動電壓越大，保護電流越大。
· 腐蝕產物：腐蝕產物應疏松易脫落，避免形成電阻層阻礙電流輸出（如含 Mn 的鎂合金陽極腐蝕產物更易脫落）。
2. 常見鎂合金陽極類型及適用場景
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陽極類型 |
合金成分 |
電位（CSE） |
電流效率 |
特點及適用儲罐場景 |
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Mg-Mn 系陽極 |
Mg-Mn-Zn |
-1.5V |
≥550Ah/kg |
耐土壤腐蝕性能好，適用于土壤電阻率＜100Ω・m 的埋地立式儲罐、臥式儲罐。 |
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Mg-Al-Zn-Mn 系陽極 |
Mg-Al6-Zn3-Mn |
-1.55V |
≥580Ah/kg |
電化學性能穩定，驅動電壓高，適用于海水、高礦化度土壤中的海上平臺儲罐、埋地儲罐。 |
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高電位鎂合金陽極 |
Mg-Al-Zn-In |
-1.7V |
≥530Ah/kg |
電位更負，適用于高電阻率土壤（＞100Ω・m）或需要強保護的儲罐（如大型立式儲罐底板）。 |
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帶狀鎂合金陽極 |
Mg-Al-Zn-Mn |
-1.55V |
≥570Ah/kg |
柔性可彎曲，適用于儲罐底板邊緣、環形焊縫等復雜結構的貼身保護，或埋地儲罐外壁環形布置。 |
三、儲罐鎂合金陽極選型流程
1. 評估儲罐保護面積與電流需求
· 計算保護電流密度：
· 埋地儲罐外壁：土壤電阻率＜20Ω・m 時，電流密度取 10-20mA/m²；20-100Ω・m 時取 20-50mA/m²；＞100Ω・m 時取 50-100mA/m²。
· 儲罐底板（土壤接觸區）：電流密度通常取 50-100mA/m²（因底板腐蝕風險更高）。
· 總保護電流（I） = 保護面積（m²）× 電流密度（mA/m²）÷ 1000（換算為 A）。
2. 確定陽極數量與輸出電流
· 單支陽極輸出電流（Iₐ）：根據陽極規格（如 Φ110mm×1000mm 的鎂合金陽極，在土壤中輸出電流約 0.1-0.3A）。
· 陽極數量（N） = 總保護電流（I）× 安全系數（1.2-1.5）÷ 單支陽極輸出電流（Iₐ）。
3. 壽命計算與規格選型
· 單支陽極有效質量（m） = 陽極總質量 × 電流效率 ÷ 1000（kg）。
· 陽極壽命（t） = 單支陽極有效質量（m）× 26.8（Ah/kg 換算系數） ÷ 單支陽極輸出電流（Iₐ）÷ 8760（小時 / 年）。
· 選型示例：某埋地立式儲罐底板面積 100m²，土壤電阻率 50Ω・m，保護電流密度取 30mA/m²，總電流 I=100×30÷1000=3A。選用 Mg-Al-Zn-Mn 系陽極（Iₐ=0.2A，壽命需≥5 年），則需陽極數量 N=3×1.3÷0.2≈20 支，單支陽極壽命 t= m×580÷0.2÷8760≥5 → m≥15kg，可選規格為 Φ110mm×1200mm（質量約 18kg）。
